एरोडायनामिक्स पुस्तिका

सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कारकहरूले गाडीको हावा प्रतिरोधलाई असर गर्ने

कम हावा प्रतिरोधले ईन्धनको खपत कम गर्न मद्दत गर्दछ। यद्यपि यस सन्दर्भमा त्यहाँ विकासका लागि ठूलो कोठा छ। यदि, अवश्य पनि, एयरोडायनामिक्स विशेषज्ञहरू डिजाइनरहरूको रायसँग सहमत छन्।

"मोटरसाइकल बनाउन नसक्नेहरूको लागि एरोडायनामिक्स।" यी शब्दहरू एन्जो फेरारीले साठोत्तरी समयमा बोलेका थिए र कारको यस टेक्नोलोजिकल पक्षप्रति समयका धेरै डिजाइनरहरूको दृष्टिकोण स्पष्ट रूपमा प्रदर्शन गर्दछन्। यद्यपि, यो केवल दस बर्ष पछि पहिलो तेल संकट भयो, जसले मौलिक रूपमा उनीहरूको सम्पूर्ण मूल्य प्रणाली परिवर्तन गर्‍यो। समय जब कारको आवागमनको बेला प्रतिरोधका सबै शक्तिहरू, र विशेष गरी ती हावा तहहरू मार्फत देखा पर्दा, विस्थापन र ईन्जिनको शक्ति बढाउने जस्ता विस्तृत प्राविधिक समाधानहरू द्वारा पराजित हुन्छन्, ईन्धनको उपभोग नगरी, तिनीहरू टाढा जान्छन्, र ईन्जिनियर्सले हेर्न थाल्छन्। तपाईंको लक्ष्यहरू प्राप्त गर्नका लागि अधिक प्रभावकारी तरिकाहरू।

यस समयमा, एरोडायनामिक्सको टेक्नोलोजिकल कारक बिर्सन धूलको बाक्लो तहले ढाकिएको छ, तर डिजाइनरहरूको लागि यो कुनै समाचार होईन। टेक्नोलोजीको इतिहासले देखाउँदछ कि s the को दशकमा पनि जर्मन एडमंड रम्पलर र ह the्गेरियन पॉल जाराई (जसले आइकोनिक ट्राट्रा टीएक्सएनयूएमएक्स सिर्जना गरेका) जस्ता उन्नत र आविष्कारक दिमागले सुव्यवस्थित सतहहरू गठन गरे र कार शरीर डिजाइनमा वायुगतिकीय दृष्टिकोणको लागि जग बसाले। तिनीहरू पछि एरोडायनामिक्स विशेषज्ञहरूको दोस्रो छाल जस्तै बैरन रेइनहार्ड भोन कानिच-फ्याक्सनफेल्ड र वुनिबल्ट कामले अनुसरण गरे, जसले एक्सएनयूएमएक्समा आफ्ना विचारहरू विकास गरे।

यो सबैलाई स्पष्ट छ कि बढ्दो गति संग एक सीमा आउँछ, जसको माथि हावा प्रतिरोध कार चलाउन को लागी एक महत्वपूर्ण कारक बन्छ। वायुगतिकीय रूपमा अनुकूलित आकारहरू सिर्जना गर्नाले यो सीमालाई धेरै माथि धकेल्न सक्छ र तथाकथित प्रवाह कारक Cx द्वारा अभिव्यक्त गरिन्छ, किनकि 1,05 को मान वायुप्रवाहमा लम्बाइ उल्टो लम्ब हुन्छ (यदि यसलाई यसको अक्षमा 45 डिग्री घुमाइएको छ, ताकि माथिल्लो प्रवाह किनारा ०.८० मा घट्छ)। यद्यपि, यो गुणांक हावा प्रतिरोध समीकरणको मात्र एक भाग हो - तपाईंले कारको अगाडिको क्षेत्रको आकार (ए) महत्त्वपूर्ण तत्वको रूपमा थप्नु पर्छ। वायुगतिकीविद्हरूको पहिलो कार्य भनेको सफा, वायुगतिकीय रूपमा कुशल सतहहरू सिर्जना गर्नु हो (जसका कारकहरू, हामी कारमा धेरै देख्नेछौं), जसले अन्ततः कम प्रवाह गुणांकमा जान्छ। पछिल्लो नाप्नको लागि पवन सुरुङ चाहिन्छ, जुन महँगो र अत्यन्त जटिल संरचना हो - यसको एउटा उदाहरण सन् २००९ मा सुरु भएको सुरुङ हो। BMW, जुन कम्पनीको लागत 0,80 मिलियन यूरो थियो। यसमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कम्पोनेन्ट विशाल फ्यान होइन, जसले यति धेरै बिजुली खपत गर्दछ कि यसलाई छुट्टै ट्रान्सफर्मर सबस्टेशन चाहिन्छ, तर एक सटीक रोलर स्ट्यान्ड जसले कारमा हावाको जेट प्रयोग गर्ने सबै शक्ति र क्षणहरू मापन गर्दछ। उसको कार्य भनेको हावाको प्रवाहको साथ कारको सम्पूर्ण अन्तरक्रियाको मूल्याङ्कन गर्नु हो र विशेषज्ञहरूलाई प्रत्येक विवरण अध्ययन गर्न र यसलाई परिवर्तन गर्न मद्दत गर्नुहोस् ताकि यो हावा प्रवाहमा मात्र प्रभावकारी होइन, तर डिजाइनरहरूको इच्छा अनुसार पनि। । साधारणतया, कारले सामना गर्ने मुख्य ड्र्याग कम्पोनेन्टहरू जब यसको अगाडिको हावा कम्प्रेस र सिफ्ट हुन्छ, र - धेरै महत्त्वपूर्ण कुरा - यसको पछाडिको तीव्र अशान्तिबाट आउँछ। त्यहाँ एउटा कम चाप क्षेत्र छ जसले कारलाई तान्न सक्छ, जसलाई बलियो भोर्टेक्स प्रभावसँग मिसाइन्छ, जसलाई वायुगतिकीविद्हरूले "मृत उत्तेजना" पनि भन्छन्। तार्किक कारणहरूका लागि, स्टेशन वैगन मोडेलहरू पछि, भ्याकुम स्तर उच्च छ, जसको परिणामस्वरूप उपभोग गुणांक बिग्रन्छ।

एरोडायनामिक ड्र्याग कारक

पछिल्लो न केवल कार को समग्र आकार जस्तै कारक मा निर्भर गर्दछ, तर विशेष भागहरु र सतहहरु मा। अभ्यासमा, आधुनिक कारहरूको समग्र आकार र अनुपात कुल वायु प्रतिरोधको 40 प्रतिशत हो, जसको एक चौथाई वस्तुको सतह संरचना र ऐना, बत्ती, लाइसेन्स प्लेट र एन्टेना जस्ता सुविधाहरूद्वारा निर्धारण गरिन्छ। हावा प्रतिरोधको १०% ब्रेक, इन्जिन र ट्रान्समिसनमा भेन्टहरू मार्फत प्रवाहको कारण हो। २०% विभिन्न भुइँ र निलम्बन डिजाइनहरूमा भोर्टेक्सको परिणाम हो, त्यो हो, कार मुनि हुने सबै कुरा। र सबैभन्दा चाखलाग्दो कुरा के छ - हावा प्रतिरोध को 10% पाङ्ग्रा र पखेटा वरिपरि सिर्जना भर्टिस को कारण हो। यस घटनाको एक व्यावहारिक प्रदर्शनले यो स्पष्ट रूपमा देखाउँछ - 20 प्रति वाहनबाट प्रवाह दर 30 मा घट्छ जब पाङ्ग्राहरू हटाइन्छ र फेन्डर भेन्टहरू बन्द हुन्छन्। यो कुनै संयोग होइन कि सबै आश्चर्यजनक रूपमा कम माइलेजका कारहरू - जस्तै होन्डाको पहिलो इनसाइट र GM EV0,28 इलेक्ट्रिक कार - लुकेका रियर फेन्डरहरू छन्। समग्र एरोडायनामिक आकार र बन्द फ्रन्ट एन्ड, इलेक्ट्रिक मोटरलाई धेरै चिसो हावाको आवश्यकता पर्दैन भन्ने तथ्यको कारणले, GM डिजाइनरहरूले EV0,18 मोडेललाई मात्र 1 को प्रवाह कारकको साथ विकास गर्न अनुमति दिए। टेस्ला मोडल ३ मा Cx ०.२१ छ। आन्तरिक दहन इन्जिनहरू, तथाकथित सवारी साधनहरूमा पाङ्ग्राहरूको भोर्टिसिटी कम गर्न। "एयर पर्दा" पातलो ठाडो हावा प्रवाहको रूपमा अगाडि बम्परको खोलबाट निर्देशित हुन्छ, पाङ्ग्राहरू वरिपरि उडाउँदै र भोर्टिसहरू स्थिर गर्दै, इन्जिनमा प्रवाह एरोडायनामिक शटरहरू द्वारा सीमित छ, र तल पूर्ण रूपमा बन्द छ।

रोलर स्ट्यान्ड द्वारा मापन गरिएको बलहरूको मान जति कम हुन्छ, सानो Cx। यो सामान्यतया 140 km/h को गति मा मापन गरिन्छ - 0,30 को मान, उदाहरण को लागी, यसको मतलब 30 प्रतिशत हावा को माध्यम बाट कार को गति को गति मा छ। अगाडिको लागि, यसको पढाइलाई धेरै सरल प्रक्रिया चाहिन्छ - यसका लागि, कारको बाह्य रूपरेखाहरू लेजरको साथ रेखांकित गरिन्छ जब अगाडिबाट हेरिन्छ र वर्ग मिटरमा संलग्न क्षेत्र गणना गरिन्छ। त्यसपछि वर्ग मिटरमा कारको कुल हावा प्रतिरोध प्राप्त गर्न प्रवाह कारकद्वारा गुणन गरिन्छ।

हाम्रो एरोडायनामिक कथाको ऐतिहासिक रूपरेखामा फर्केर, हामीले 1996 मा मानकीकृत इन्धन खपत मापन चक्र (NEFZ) को सिर्जनाले वास्तवमा कारहरूको एरोडायनामिक विकासमा नकारात्मक भूमिका खेलेको पाउँछौं (जुन 7s मा उल्लेखनीय रूपमा उन्नत भयो)। ) किनभने उच्च-गति आन्दोलनको छोटो अवधिको कारण वायुगतिकीय कारकले कम प्रभाव पार्छ। वर्षहरूमा उपभोग गुणांकमा कमी भए तापनि, प्रत्येक वर्गका सवारी साधनहरूको आयाममा भएको वृद्धिले फ्रन्टल क्षेत्रमा बृद्धि हुन्छ र फलस्वरूप, वायु प्रतिरोधमा वृद्धि हुन्छ। VW Golf, Opel The Astra र BMW 90 सिरिज जस्ता कारहरूमा ९० को दशकमा आफ्ना पूर्ववर्तीहरूको तुलनामा उच्च हावा प्रतिरोध थियो। यस प्रवृतिलाई प्रभावशाली SUV मोडलहरू तिनीहरूको ठूलो फ्रन्ट एरिया र बिग्रँदै गएको स्ट्रिमलाइनिङद्वारा सहज बनाइएको छ। यस प्रकारको गाडीको मुख्यतया यसको उच्च वजनको लागि आलोचना गरिएको छ, तर व्यवहारमा यो कारक बढ्दो गतिको साथ सापेक्षिक महत्त्वको कम हुन्छ - जब शहर बाहिर लगभग 90 किमी / घन्टाको गतिमा ड्राइभिङ गर्दा, वायु प्रतिरोधको अनुपात लगभग हुन्छ। 50 प्रतिशत, राजमार्ग गतिमा यो कारले सामना गरेको कुल प्रतिरोधबाट 80 प्रतिशतमा बढ्छ।

एरोडायनामिक ट्यूब

सवारी साधनको प्रदर्शनमा हावा प्रतिरोधको भूमिकाको अर्को उदाहरण एक विशिष्ट स्मार्ट सिटी मोडेल हो। सहरका सडकहरूमा दुई-सीटर फुर्तिलो र फुर्तिलो हुन सक्छ, तर यसको छोटो र समानुपातिक शारीरिक कार्य वायुगतिकीय दृष्टिकोणबाट अत्यधिक अक्षम छ। कम तौलको पृष्ठभूमिमा, हावा प्रतिरोध बढ्दो महत्त्वपूर्ण तत्व बन्छ, र स्मार्टको साथ यसले 50 किमी / घन्टाको गतिमा बलियो प्रभाव पार्न थाल्छ। यो अचम्मको कुरा होइन कि हल्का वजनको डिजाइनको बाबजुद, यसले अपेक्षाहरू पूरा गर्न सकेन। एक अपेक्षाकृत कम लागत को।

यद्यपि, स्मार्टका कमजोरीहरूको बावजुद, मूल कम्पनी मर्सिडीजको एरोडायनामिक्सको मनोवृत्ति शानदार रूपहरू सिर्जना गर्ने प्रक्रियामा विधिगत, निरन्तर र सक्रिय दृष्टिकोणको उदाहरण हो। यो तर्क गर्न सकिन्छ कि पवन सुरुङ र यस क्षेत्रमा कडा परिश्रम मा लगानी को नतिजा यस कम्पनी मा विशेष गरी उल्लेखनीय छन्। यस प्रक्रियाको प्रभावको विशेष रूपमा उल्लेखनीय उदाहरण यो तथ्य हो कि हालको S-Class (Cx 0,24) मा गल्फ VII (0,28) भन्दा कम हावा प्रतिरोध छ। थप भित्री ठाउँको खोजीमा, कम्प्याक्ट मोडेलको आकारले बरु ठूलो फ्रन्टल क्षेत्र प्राप्त गरेको छ, र प्रवाह गुणांक यसको छोटो लम्बाइको कारण एस-क्लासको भन्दा खराब छ, जसले सुव्यवस्थित सतहहरूको लागि अनुमति दिँदैन र धेरै। थप। - पहिल्यै पछाडिबाट तीव्र संक्रमणको कारणले, भोर्टिसको गठनमा योगदान। यद्यपि, VW अडिग छ कि अर्को पुस्ताको गल्फमा उल्लेखनीय रूपमा कम हावा प्रतिरोध हुनेछ र यसलाई कम र सुव्यवस्थित गरिनेछ। प्रति ICE गाडी ०.२२ को सबैभन्दा कम रेकर्ड गरिएको इन्धन खपत कारक मर्सिडीज CLA 0,22 BlueEfficiency हो।

इलेक्ट्रिक सवारी को फाइदा

तौलको पृष्ठभूमि बिरूद्ध एयरोडायनामिक आकारको महत्त्वको अर्को उदाहरण आधुनिक हाइब्रिड मोडलहरू र अझ बढि विद्युतीय सवारी साधनहरू हुन्। उदाहरणका लागि, प्रियुसको मामलामा, अत्यधिक एरोडायनामिक डिजाइनको आवश्यकतालाई पनि तथ्यले निर्धारित गर्दछ कि गति बढ्दै जाँदा, संकर पावरट्रिनको दक्षता नाटकीय रूपमा खस्कन्छ। विद्युतीय सवारीको मामलामा, इलेक्ट्रिक मोडमा बढेको माइलेजसँग सम्बन्धित सबै चीजहरू महत्त्वपूर्ण छन्। विज्ञहरूका अनुसार १०० किलोग्राम वजन कम गर्नाले केही किलोमिटर मात्र कारको माइलेज बढाउने छ, तर अर्कोतर्फ, विद्युतीय कारको लागि एरोडायनामिक्स अत्यन्त महत्त्वपूर्ण छ।

पहिलो, किनभने यी सवारी साधनहरूको उच्च द्रव्यमानले उनीहरूलाई पुन: प्राप्तिको लागि प्रयोग हुने केही ऊर्जा पुन: प्राप्ति गर्न अनुमति दिन्छ, र दोस्रो, किनभने विद्युतीय मोटरको उच्च टर्कले तपाईंलाई स्टार्ट-अपमा वजनको प्रभावको लागि क्षतिपूर्ति गर्न अनुमति दिन्छ, र यसको दक्षता घट्छ। उच्च गति र उच्च गति मा। थप रूपमा, पावर इलेक्ट्रोनिक्स र इलेक्ट्रिक मोटरलाई कम चिसो हावा चाहिन्छ, जसले कारको अगाडि सानो खोल्न अनुमति दिन्छ, जुन हामीले पहिले नै उल्लेख गरिसकेका छौं, शरीरको वरिपरि प्रवाहको बिग्रने मुख्य कारण हो। आजको प्लग-इन हाइब्रिड मोडेलहरूमा थप वायुगतिकीय रूपमा कुशल आकारहरू सिर्जना गर्न डिजाइनरहरूको प्रेरणाको अर्को तत्व भनेको विद्युतीय मोटर, वा तथाकथितको सहायताले मात्र त्वरण बिना आन्दोलनको मोड हो। नौकायन। सेलिंग डुङ्गाहरू जस्तो नभई, यो शब्द कहाँबाट आएको हो र जहाँ हावाले डुङ्गालाई सार्न मानिन्छ, कारमा कम हावा प्रतिरोध छ भने विद्युतीय कारहरूले माइलेज बढाउनेछन्। वायुगतिकीय रूपमा अनुकूलित आकार सिर्जना गर्नु भनेको इन्धन खपत कम गर्ने सबैभन्दा किफायती तरिका हो।

पाठ: जर्जी कोलभ

केहि प्रसिद्ध कारहरूको उपभोग गुणांकहरू:

मर्सिडीज सिम्प्लेक्स

१ 1904 1,05 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

रम्पलर Tropfenwagen

१ 1921 0,28 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

फोर्ड मोडेल टी

१ 1927 0,70 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

प्रयोगात्मक मोडल काम

१ 1938 0,36 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

मर्सिडीज रेकर्ड कार

१ 1938 0,12 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

VW बस

१ 1950 0,44 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

VW "कछुवा"

१ 1951 0,40 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

Panhard Dina

१ 1954 0,26 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

पोर्श 356

१ 1957 0,36 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

एमजी EX 181

१ 1957 0,15 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

Citroen DS 19

१ 1963 0,33 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

NSU खेल प्रिन्स

१ 1966 0,38 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

मर्सिडीज सी १११

१ 1970 0,29 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

भोल्भो २४५ भ्यान

१ 1975 0,47 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

अडी 100

१ 1983 0,31 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

मर्सिडीज डब्ल्यू १२124

१ 1985 0,29 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX

टोयोटा प्रियस १

१ 1997 0,29 उत्पादन, Cx = ०.XNUMX